Введение к работе
Актуальность проблемы
Последние годы развитие технологии машиностроения и, в частности, процессов обработки резанием можно характеризовать как годы своего рода застоя... Действительно, подавляющее болышшет-. во "теоретических", во всяком случае заслуживающих внимания для детальной проработки процессов, было разработано ь период 40-60 годов настоящего столетия.
В последующие годы, а атот период продолжается и по сей день, развитие технологии машиностроения шло по пути совершен-' ствонашш и программной автоматизации оборудования и всех дополнительных для осуществления основной работы агрегатов.
И d то же время поиски новых процессов и новых технологий - продолжаются, правда не в столь больших объемах как это имело место примерно 50 лет тому назад.
Анализ действующих и вновь создаваемых процессоь резания показал, что наряду с "неувядаемым" направлением - повышением скоростей резания за счет использования новых инструментальных материалов, повысить производительность удается за спет использования в значительной степени принципа; одновременно ввести в~ра-боту максимально возможный периметр режущих лезвий.
Этот принципі заложен, по сути дела во всех высокопроизводительных процессах, а наиболее рациональная и эффективная его реализация просматривается d процессах протягивания ,
Протягпгание наружных зубчатых венцов по сравнению с традиционно' применяемыми процессами Протягивания имеет-ту особенность, Что в реальных условиях осуществить его далеко не просто из-за трудностей, возникающих при изготовлении высокоточного внутреннего эвольвентного режущего контура. Зарубежные , фирмы, овладевшие секретом изготовления этого контура, не спешат поделиться новейшими технологиями с конкурирующими фирмами. Видимо поэтому, процесс протягивания зубчатых йенцоо не Получил Надлежащего распространения!» мировой практике.
В промышленности России и странах СНГ Также, судя по литературным источникам, делались неоднократные попытки осуществить протягивание наружных зубчатых венцов.
Однако в этих Источниках мы не нашли "ключа" к решению
. технологической проблемы: Как осуществить изготовление точного1 і
внутреннего эвольвентного режущего коптугЗа. , .
ЙрйстуїШ н ВтЫС нвзаЛось бы весьма сложной» н рамках дне- серташш, задаче МЫ сочли возможным предложить-, свое "know-bow", Kdtbpde заключается в использований ііреШізиоїйіьіх-злектра-
эрозионных вырезных станков с ЧПУ (RQBQFIL - 100, фирмы Charmilles Technologies) , на которых'можно получить с помощью «спрофилированного электрода - проволочки. практически любой контур, с точностью, как уверяет фирма, не ниже 0,002 мм.
Первые же результаты по вырезанию внутреннего контура для колеса m = 2,5 мм; г = 17 убедили.нас в справедливости рекламных материалов и в правильности принятого решения - создать протяжной блок на базе комплекта инструментальных колец,- рабочие размеры которых выполнены в соответствии со схемой резания," т.е. создать основу для осуществления протягивания наружных зубчатых венцов цилиндрических зубчатых колес.
Цель
Разработка конструкции и фрагментов технологий изготовления протяжного блока для обработки наружных эвольвецтных контуров 7...8 степеней точности
Исследование наиболее рациональных схем вырезания контура
и подготовка (в эскизном варианте) всех материалов для организа
ции промышленного внедрения, включая модернизацию и автомати
зацию действующего оборудования. . _
Автор защищает
\. Схемы резания, применительно к охватывающему протягиванию венцов цилиндрических зубчатых колес.
-
Результаты экспериментальных исследований по определению размерного износа, сил резания и оценке эффекта упругого последействия при моделировании процесса протягивания.
-
Разработанную в эскизном варианте схему автоматизации процесса протягивания горизонтально-протяжного станка для обработки штучных заготовок, включающую и автоматизацию очистки протяжного блока от стружки за каждый цикл обработки.
-
Методику расчета искажений профиля инструментальных колец вследствие придания им передних и задних углов, учитывающую специфику формообразования неирофилированныч электродом - проволочкой задней поверхности инструмента.
Общая методика исследований
В работе использовались теоретические и экспериментальные методы псследоиаїшй. Теоретические исследования проводились с применением основных разделов аналитической геометрии, высшей математики и математического анализа, теории резания металлов, .теории упругости'и теории расчета размерных цепей.
Экспериментальные исследования проводились р целью выявления эксплуатационных характеристик нового инструмента: Для сценки усилий резания, возникающих л нронессо охватывающего протягивания цилиндрических зубчатых колес была собрана экспериментальная установка на базе токарно-винторезного станка І0К20. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с применением ПЭВМ типа IBM PC/AT PENTIUM.
Экспериментальные исследования по. определению характеристик износа резца, рабочие поверхности которого затачивались на пдоскошлнфовальном станке и резца, рабочая часть которого профилировалась на олектроэр.'лкшном станке пропалились на токар-ио-тшторелном станке модели 1GK20. Износ замерялся с помощью оптического микроскопа.
Для измерения точмрстііьїх показателей инструментального кольца использовалась современная измерительная аппаратура.
Навчися паацзиа
Разработаны теоретические оскопи 'проектирования протяжных блоков, для наружных зубчатых венцов на базе использования профильных режуших колец, полученных на прецизионных эле;о чроэрозионныя вырезных станках с ЧПУ.
Предложена оптимальная схема срезания припуска, сочетающая преимущества профильно!'} и генераторной qxer-t, с учетом кяр-типы распределения сил.
Практическая ценность
Полученные и диссертационной работе результаты зкепери-?-геїгталь!Гьіх и теоретических исследований позволяют поднять производительность зубообработки в 5 и более раз, а стойкость наладки довести до 50 000 штук.
Разработанные рекомендации по проектированию протяжного блока, модернизации горизонтально-протяжного станка модели 7Л520. автоматизации процесса протягивания штучной заготовки, включая и очистку протяжного блока от струіккн за один рабочий цикл могут быть использованы для организации промышленного внедрения наружного охватывающего протягивания зубчатых венцов.
Практическая реализация
Разработанные рекомендации по проектированию протяжного блока для охватывающего протягивания цилиндрических зубчатых колес, модернизации горизонтально-протяжного станка модели 7А520, автоматизации процесса протягивания для штучной заготов-
6.-,
ки и контролю инструментальных колец приняты « внедрению АК "ТУЛЛМЛШЗАВОД".
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы были доложены и обсуждены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета 1995-1997 гг., на Всероссийском совещании "Проблемы теории Проектирования и производства инструмента" (г. Тулзі 1995 г.), на международных конференциях "Вопросы совершенствований технологических процессов механической обработки и сборки изделий машиностроения" (г. Тула, 1996 г.) и "Прогрессивные методы проектирования технологических'Процессов, станков и инструментов" (г. Тула, 1997 г.).
Публикации -
По материалам проведенных исследований опубликовано 7 пе
чатных работ. - ' . .
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключен!»?,
списка литературы из 71 наименования. Работа содержит 96 стра
ниц машинописного текста, 61 рисунок, Н таблиц и 2 страницы
приложения. .
Автор выражает благодарность к.т.». доц. к»ф. ТМС ТулГУ Малахову Г.И. за консультации при выполнении работы.
